基于价值工程的桥梁上部结构施工新技术应用研究

苏耀华 申铁军

摘要 文章介绍了桥梁上部结构施工的新技术，包括高阻尼隔震橡胶支座的变形整治、钢箱梁的顶推技术。研究表明，顶推技术有效地控制了施工安全、施工质量及环境保护，有效地控制了桥梁的技术功能，在保证正常运营前提下，保质保量地完成了施工任务，缩短了工期，节约了成本，获得了业主、监理及运营单位的一致好评，提高了项目的社会及经济效益。

关键词 桥梁；上部结构；施工

中图分类号 U445文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）02-0111-03

0 引言

二广高速公路山太联络线是山西省首条具有“感知”能力和“表达”能力的智慧高速公路，围绕项目的特点、重点和难点，进行重点策划，突出施工组织管理。业主要求工期为2022年11月1日至2024年12月31日。根据业主要求的工期，项目桥梁上部结构施工采用了新技术，该技术可广泛应用于桥梁的橡胶支座更换、桥梁结构的抬高和纠偏[1]，包括平拉索桥的承重索及栏杆索[2]，为类似工程的施工提供了新的思路[3]。

1 高阻尼隔震橡胶支座的变形整治技术

1.1 应用领域与研究背景

1.1.1 应用领域

应用于成桥现浇箱梁HDR型高阻尼隔震等橡胶支座本体结构未破坏状态下的纠偏施工，适用范围广。

1.1.2 研究背景

（1）国内外关于支座整治施工的项目较多，但对现浇连续箱梁支座的纠偏整治可参考的资料较少，对高阻尼隔震橡胶支座的纠偏整治更是鲜有。

（2）高阻尼隔震橡胶支座因其具有良好的性能，未来桥梁应用必定越来越多，但目前暂未形成一套完整的高阻尼隔震橡胶支座纠偏整治技术。

（3）以往的支座整治手段不能最大化地发挥高阻尼隔震橡胶支座的性能，且未考虑后期支座的收缩徐变因素。

（4）原有技术不能充分发挥支座的性能，并使其在各种温度条件下长期保持在高承载力状态。

（5）采用直接更换整个支座的整治方法，处理成本高，相关方的需求得不到满足。故对于高阻尼隔震橡胶支座变形的纠偏整治方面仍有很大研究空间。

1.2 技术原理与关键技术

1.2.1 技术原理

以“上部结构顶升平移，恢复上部结构位置，调整支座、更换上支座钢板”的整治思路，按照安装温度对支座设置预偏，防止支座在极端温度时变形过大，使支座保持高承载力状态，以此完成支座多方向变形的纠偏整治，确保结构安全。

1.2.2 关键技术

（1）单联多跨现浇箱梁水平旋转复位技术。①利用千斤顶配合PLC系统使梁体安全落于临时支撑上后，将上支座钢板与梁底预埋钢板间安装2层3 mm厚四氟板，并在中间涂抹硅脂油形成滑动面，作为上部结构水平复位滑动装置。②利用安装在墩、台盖梁顶的顶推平移装置来启动反力架处的水平千斤顶，对现浇梁体进行反向顶推并通过设置的滑动面使梁体整体水平旋转、平移，从而恢复到设计位置以保证其受力均衡。

（2）不同安装温度下的支座精准预偏技术。①由于支座产生变形导致梁体顶升后上支座钢板、上锚固螺栓位置与下钢板、下锚固螺栓位置发生错位。②根据现场的尺寸量取与原设计图纸对比后，按照支座最大偏移量并考虑支座预偏距离，特制上支座钢板（增大处理）。③支座固定在垫石后，纵桥向顶推支撑钢板。④结合施工温度与设计温度存在偏差以及收缩徐变等效应，调整支座预偏量。⑤上支座钢板螺栓孔中心与套筒中心对齐后，安装锚固螺栓并使上支座钢板与梁体连接紧固。⑥完成支座预偏后，根据支座安裝时的温度对支座设置预偏。

1.3 技术创新性和先进性

（1）这种现浇梁成桥后阻尼隔震橡胶支座的分压纠偏方法可以有效恢复支座使用功能，提高支座耐久性。

（2）这种箱梁成桥后阻尼隔震橡胶支座的纠偏装置可使单联多跨现浇箱梁水平旋转，完成整体横向复位，使支座恢复至设计位置以保证其受力均衡。

（3）这种现浇梁成桥后对支座进行预偏的装置及工艺可实现支座在不同安装温度下的精确预偏，为支座预留温缩徐变富余量以保证支座变形量处于最小状态，从而提高其耐久性。

1.4 工程实例

1.4.1 工程情况

某桥支座共2种形式，其中一种采用LNR（H）系列水平力分散型（分隔墩顶）橡胶支座，另一种采用HDR系列高阻尼隔震（连续墩顶）橡胶支座，见表1。

1.4.2 应用情况

现浇箱梁采用盘扣支架现浇施工，预应力张拉压浆施工后，发现出现了不同程度的纵横向变位，上部结构梁体出现水平形变，尚未发生破坏。常规整治方法是更换整个支座，浪费严重，而该技术实现了支座在不同安装温度下的精确预偏，为支座预留温缩徐变富余量，保证支座变形量处于最小状态，提高其耐久性。应用于成桥现浇箱梁HDR型高阻尼隔震等橡胶支座结构未破坏状态下的纠偏施工，施工时预应力钢束40束，每束15根，两端对称张拉。

2 钢箱组合梁步履式顶推施工技术

2.1 技术原理与操作步骤

步履式顶推施工技术的工作原理是竖向千斤顶将梁体托起—水平千斤顶将梁体向前顶推—竖向千斤顶回落将梁体重新放置在垫梁上—水平千斤顶回缩完成一个顶推行程，顶推过程中千斤顶借助油缸压力而非支架反力，故对外部所产生的反力较小。具体的操作步骤为：梁段在顶推平台组装好之后，平台顶推装置启动，按“压力顶紧、垂直顶升、水平推进、垂直顶落、水平后退”5个步骤将梁段送往桥墩，成功落梁。

2.2 性能指标与应用领域

该施工技术适用于不具备使用大型吊装设备架设的桥梁。

（1）施工中无需支架和大型机械设备，施工平稳，安全可靠，可减少高空作业，顶推速度可达到2 m/h以上。

（2）顶推施工不影响桥下通航和交通，不受桥下地形和水流的影响。

（3）不需要复杂技术和大型机具设备，工具便于筹备。

（4）与传统拖拉式顶推相比，步履式顶推将滑移面由滑道梁上改到顶推设备内部，不但减小了顶推前进的摩擦力，而且避免了桥墩在施工过程中承受过大的水平荷载。

（5）钢箱梁的焊接、拼装由高空作业转为在拼装平台上施工，施工作业方便，减少了高空作业安全风险。

2.3 技术创新性和先进性

（1）采用智能数字步进控制，操作简单，方便适用，安全平稳。

（2）大型设备少，调整位置方便，不存在安全隐患。

（3）在顶推平台上拼装、焊接，保证了钢箱梁的焊接质量且不占用多余场地及施工便道。

（4）该设备将滑移面由滑道梁上改到顶推设备内部，可减少顶推前进的摩擦力。

（5）可避免桥墩在施工过程中承受过大的水平载荷，实现真正的自平衡顶推。

（6）与传统拖拉式顶推相比，步履式顶推设有具备横向偏位主动调节功能的液压限位设备，可保证顶推施工的平稳性并减少横向偏位的调节频率。

（7）避免了高空作业的同时，还提高了施工安全性。

2.4 工程实例

某高速公路第4合同段施工总承包部工程设计起点桩号K0+000，终点桩号K39+340，全长39.34 km，桥隧比约为60.38%。其中，平坡立交枢纽位于平坡镇西南部，交叉桩号为K0+000，立交区范围主线K0+000～K0+880。该互通区域地形复杂、山高坡陡、输电线路密集，匝道需跨越河流、既有道路，难度较大。平坡立交枢纽包含主线桥、A、B、C、D匝道桥，梁跨设计为钢箱梁，各主道和匝道中共有钢箱梁1 555 m，重约7 650 t。根据设计图纸、现场实际情况及方案比选，因平坡立交钢箱梁安装段墩柱较高、跨度较大，因此采用步履式顶推安装工艺进行施工。此项目平坡枢纽共有主线桥两座，匝道桥四座，分别为K0+674、BK0+014主线桥，AK0+398、BK0+505、CK0+208、DK0+516匝道桥，桥梁情况见表2。

3 结束语

该文研究成果具有推广价值，有助于推动我国桥梁支座整治工程的技术进步，提升施工组织、质量管理、安全控制等方面的水平，应用范围较广，安全、质量及进度等指标可控，技术可行。对创建“以人为本、安全至上”的平安工程，打造低碳环保的绿色工程，具有一定的理论意义和工程实用价值。

参考文献

[1]申铁军. PLC同步顶升系统在某高速公路跨线桥上的应用[J]. 福建交通科技， 2022（1）： 73-78.

[2]申铁军. 平拉索人行桥设计及钢结构施工技术研究[J]. 北方交通， 2022（6）： 30-34.

[3]申铁军. 深基坑复合支护及垂直开挖技术应用[J]. 山西交通科技， 2015（4）： 47-50.

收稿日期：2023-12-25

作者简介：苏耀华（1996—），男，本科，从事隧道工作。

通信作者：申铁军（1980—），男，本科，正高級工程师，从事公路工程研究工作。